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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明提出了一种利用滑模转速观测器的永磁电机转子速度与位置估算方法，其主要优点在于全速范围内实现高精度的转速和位置估算，克服了传统方法在不同速度范围内适用性受限的问题。首先，采用三相电流注入法在电机静止时能够准确确定初始转子位置，为后续控制提供可靠基础；其次，滑模速度观测器实时处理电机的电流和电压信号，快速观测电机速度并通过积分运算得到实时转子转速与位置。该方法不仅适用于永磁电机，还可推广应用于其他类型的无位置传感器控制的电机系统，提供了一种通用且高效的解决方案，为实现高性能电机控制提供了一种可靠的技术手段。

主权项：1.一种利用滑模转速观测器的永磁电机转子速度与位置估算方法，其特征在于步骤如下：步骤1：产生六路脉宽调制信号：利用数字控制芯片发出六路脉宽调制信号，其中，六路脉宽信号的特点如下：第一路脉宽调制信号的频率为10kHz，占空比为5％，第二路脉宽调制信号的频率为10kHz，相位与第一路脉宽调制信号互补，第三路脉宽信号脉宽调制信号的频率为10kHz，占空比为0，第四路脉宽信号脉宽调制信号的频率为10kHz，占空比为100％，第五路脉宽信号脉宽调制信号的频率为10kHz，占空比为0，第四路脉宽信号脉宽调制信号的频率为10kHz，占空比为100％；步骤2：注入三相电流：利用第一路脉宽调制信号控制与a相绕组连接的逆变器桥臂的上管，利用第二路脉宽调制信号控制与a相绕组连接的逆变器桥臂的下管，利用第三路脉宽调制信号控制与b相绕组连接的逆变器桥臂的上管，利用第四路脉宽调制信号控制与b相绕组连接的逆变器桥臂的下管，利用第五路脉宽调制信号控制与c相绕组连接的逆变器桥臂的上管，利用第六路脉宽调制信号控制与c相绕组连接的逆变器桥臂的下管；步骤3：转子预定位：在注入三相电流后，电机转子所在位置值记为0，即电机转子位置θ＝0；步骤4：测量电流和电压：利用电压传感器测量永磁电机a,bc三相电压，利用电流传感器测量永磁电机三相电流，其中，三相电压记为ua，ub，uc，三相电流分别记为ia，ib，ic；步骤5：坐标变换：将测量得到的三相电压ua，ub，uc和三相电流ia，ib，ic利用以下坐标变换公式转换为d,q轴坐标系下的电压ud，uq和电流id，iq: 步骤6：构建滑模转速观测器：利用d轴电流id、q轴电流iq、q轴电压uq及电阻Rs、d轴电感Ld、q轴电感Lq和磁链ψf构建滑模转速观测器如下： 其中，iq*是由滑模转速观测器估算得到的q轴电流，p为永磁体对数，为滑模转速观测器估算电流iq*和测量电流iq的差，即： 为开关函数，表示为： λs是比例因子，且满足以下条件：λsp·ωrated，其中，ωrated为电机额定转速；步骤7：估算电机转子转速：利用所构建的滑模转速观测器估算得到电机转子转速值ωm*为： 步骤8：估算转子位置：利用下式估算电机转子位置θ*： 其中，t为时间，令θ＝θ*，并代入步骤4～8，在电机旋转过程中，即可连续估算电机转子转速和位置。

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